В гравитационных волнах заметили нарушение общей теории относительности

В гравитационных волнах заметили нарушение общей теории относительности

Канадские и Иранские физики обнаружили следы отклонения от общей теории относительности в сигналах гравитационных волн, зарегистрированных LIGO. Ученые заметили в «шумах» детектора эхо от многократного отражения волн при слиянии черных дыр, вероятность случайного совпадения составляет примерно один шанс из 270. Отклонение указывает на более сложное строение горизонта событий, предсказываемое квантовыми теориями, к примеру, парадоксом фаервола. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org, кратко о нем сообщает Nature. 

Одна из важных целей современной физики — создание теории квантовой гравитации, объединяющей общую теорию относительности и квантовую теорию поля. Обе этих теории проверены независимо друг от друга и хорошо описывают различные экспериментальные эффекты. Важной проверкой для ОТО стала фиксация гравитационных волн. 

Для состояний в сильных гравитационных полях, например, на горизонте событий черных дыр, предсказания теорий отличаются, порождая парадоксы. Один из них — информационный парадокс, связанный с потерей информации о веществе, падающем в черную дыру. Подробно прочитать о нем можно в нашей серии интервью с Эмилем Ахмедовым: «Никакого парадокса нет» и «Уйдем по направлению световой бесконечности». 

Мы обратились к Михаилу Городецкому, руководителю группы Когерентная микрооптика и радиофотоника Российского Квантового центра и члену коллаборации LIGO, за экспертной оценкой выводов канадско-иранского коллектива. «Достоверность в 2,9 сигма не слишком большая, хотя и довольно хорошая. У меня возникают некоторые сомнения: они ищут некий периодический сигнал, который выглядит в спектре в виде резких пиков, но в отклике гравитационной антенны очень много своих шумовых пиков. Эти пики будут мешать шаблону, который ищут авторы в данных детектора. Лучше всего подождать, пока люди из проекта LIGO проверят свои данные — они хорошо знают свою антенну и все пики отклика. Опубликованных данных не вполне достаточно, чтобы все это проверить».

«Это интересная попытка и возможно за ней что-то стоит. С самого начала в LIGO рассчитывали на то, что гравитационные сигналы смогут проверить теорию относительности в таком экстремальном режиме — на горизонте событий. Все предыдущие проверки ОТО существовали только в относительно слабых гравитационных полях: отклонение перигелия Меркурия, замедление времени и так далее. На горизонте черных дыр предельно сильное гравитационное поле. Там общая теория относительности может отклоняться и должны вступать в силу некие квантовые эффекты».

Михаил пояснил, что в LIGO отклонения предполагалось искать не в виде эхо. «Когда две черных дыры сталкиваются, сначала они с ускорением начинают вращаться друг вокруг друга, и этот интервал хорошо описывается постньютоновским приближением. Последний этап, когда они почти слились и у нас получается колеблющаяся черная дыра, тоже считается по общей теории относительности. Промежуточный этап можно моделировать лишь численно. Следя за тем, как отличаются сигналы детектора от этих расчетов можно что-нибудь обнаружить. Поиск эхо — это новый интересный подход, вполне любопытно».

Эксперимент LIGO состоит из двух детекторов, расположенных на расстоянии свыше трех тысяч километров друг от друга — в штатах Луизиана и Вашингтон. Каждый из них представляет собой Г-образный интерферометр Майкельсона. Прибор с огромной точностью фиксирует изменения длины 4-километровых оптических плеч, по которым идет лазерный импульс. В феврале 2016 года LIGO и VIRGO заявили о первом успешно событии регистрации гравитационных волн — колебаний геометрии пространства-времени. 14 сентября 2015 года сквозь Землю прошли волны, созданные слиянием двух черных дыр c массами около 29 и 36 масс Солнца. Второе событие было зафиксировано 26 декабря 2015 года, статистическая значимость его регистрации превышает пять сигма.

Владимир Королёв

N+1

Похожие новости:
LIGO анонсировала пресс-конференцию по поиску гравитационных волн
В этот четверг сотрудники коллаборации LIGO, Калифорнийского технологического института и Массачусетского технологического института намерены сделать важное объявление, которое будет касаться поиска гравитационных волн, предсказываемых общей теорией относительности Эйнштейна. Сообщение о предстоящем событии опубликовано ..
2016-02-10 1989 0 Научные открытия
0
Коллаборация LIGO зафиксировала сигнал гравитационных волн
Участникам проекта Advanced LIGO удалось зафиксировать сигнал от гравитационных волн акустического диапазона. Об этом представители коллаборации объявили на пресс-конференции Национального научного фонда США, начавшейся в 18:30 по Москве в Вашингтоне.Статья с результатами исследования была принята к публикации в журнале Physical Review Letters и уже появилась на сайте журнала.«Мы ..
2016-02-11 2331 0 Научные открытия
0
Получены доказательства существования гравитационных волн
Астрофизики обнаружили характерную картину поляризации реликтового микроволнового излучения, которая является наиболее прямым доказательством существования гравитационных волн и справедливости инфляционной модели Вселенной. По словам многих ученых, в случае подтверждения открытие может быть удостоено Нобелевской ..
2014-03-18 2972 0 Научные открытия
0
Крупнейшие обсерватории впервые объединили усилия по поиску гравитационных волн
Европейская гравитационная обсерватория Virgo 1 августа 2017 года начала поиск гравитационных волн, присоединившись к двум детекторам американского эксперимента LIGO. Теперь в случае фиксации гравитационной волны всеми тремя приборами ученые смогут точно установить координаты ..
2017-08-02 24993 0 Научные открытия
0
Асимметрию времени проверят при помощи изотопов радия
Физики из США решили при помощи радиоактивного изотопа радия-225 проверить симметрии уравнений физики элементарных частиц относительно обращений времени и координат. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters. T- и P-симметрии (относительно замены времени и пространственных ..
2015-06-11 7354 0 Научные открытия
0
Зарегистрирована четвертая гравитационная волна. Сразу на трех детекторах
Участниками коллаборации LIGO/VIRGO была зарегистрирована новая гравитационная волна, образованная в результате слияния двух черных дыр, причем ее зафиксировали сразу три детектора, включая запущенный совсем недавно детектор VIRGO в Италии. Это уже четвертый случай фиксации гравитационных волн, однако ..
2017-10-09 18510 0 Научные открытия
0
В ЦЕРНе начали подготовку к поиску хамелеонов
В ЦЕРНе в рамках эксперимента CAST (CERN Axion Solar Telescope) начали подготовку к поискам хамелеонов — гипотетических частиц, постулируемых для объяснения существования темной материи. Об этом сообщается в свежем онлайн-выпуске CERN Bulletin. В установке CAST в магнитном поле гипотетические ..
2015-09-22 2717 0 Научные открытия
0
В ЦЕРНе открыли новый источник асимметрии материи и антиматерии
Коллаборация LHCb (Large Hadron Collider beauty experiment), работающая на Большом адронном коллайдере (БАКе), обнаружила нарушение CP-инвариантности в распадах барионов — самое значительное известное проявление асимметрии между материей и антиматерией среди частиц, состоящих из трех кварков. ..
2017-01-31 11254 0 Научные открытия
0
Вакуумное черенковское излучение ограничило физику вне Стандартной модели
Расширенный вариант главной физической теории — Стандартной модели — предсказывает, что заряженные частицы могут поляризовать вакуум и излучать фотоны. Бразильский физик-теоретик исследовал этот эффект, известный как вакуумное черенковское излучение, и установил с его помощью ограничения на некоторые параметры ..
2017-11-30 12834 0 Научные открытия
0
Физики вывели квантовую механику из полевой теории струн
Американские физики-теоретики продемонстрировали возможность получения квантовомеханических соотношений из специального случая струнной теории поля (полевой теории струн). Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physics Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Университета Южной ..
2014-11-05 3205 0 Научные открытия
1
Лазерное зондирование Луны подтвердило фундаментальную симметрию теории относительности
Физики из Университета Сорбонны и Калифорнийского университета провели самый чувствительный эксперимент по поиску нарушений лоренц-симметрии в теории относительности. Новые результаты в 5-800 раз сильнее ограничивают существование подобных отклонений, по сравнению с предыдущими экспериментами. В основе поиска лежат данные 45 лет лазерной ..
2016-12-26 5542 0 Научные открытия
0
Физики продемонстрировали слияние двух черных дыр
Физики смоделировали слияние двух черных дыр и показали соответствующую анимацию. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Технологического института Рочестера. Ученые в своем моделировании показали, каким образом ..
2015-04-11 5290 0 Научные открытия
-1
«Ферми» указал на источник гравитационных волн
Космическая обсерватория «Ферми» зафиксировала кратковременный всплеск гамма-излучения, пришедший на Землю спустя 0,4 секунды с момента фиксации гравитационных волн обсерваторией LIGO. Астрофизики предполагают, что эти события связаны — расположение источника вспышки совпадает с предсказаниями коллабораций-первооткрывателей. О находке сообщает препринт, ..
2016-02-15 1875 0 Научные открытия
0
Физики разрешили парадокс Хокинга о потере информации в черных дырах
Физики из США в своей работе показали, что черная дыра не теряет информацию вследствие испарения объекта из-за эффекта Хокинга-Грибова. Результаты своих исследований ученые опубликовали в журнале препринтов ArXiv, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте fromquarkstoquasars.com. Американские физики учли ..
2015-04-08 5446 0 Научные открытия
5
Физики ограничили параметры гипотетической «теории всего»
Две группы ученых исследовали, как сильно отличаются приливные силы и расстояние до Луны от предсказаний теории относительности. Таким образом им удалось ограничить возможные вклады из-за лоренц-нековариантности, которые предсказывались расширением стандартной модели (претендующим на роль «теории всего»). В результате ..
2017-11-21 11640 0 Научные открытия
0